运动营养学是一门研究运动员在训练和比赛过程中，如何通过合理的饮食和营养补充，来提高运动表现、恢复体能、预防疾病和延长职业生涯的科学，它涉及到食物的营养成分、人体对营养物质的需求、饮食与运动表现之间的关系等多个方面。

运动营养学研究食物中的营养成分，包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质等，这些营养素是构成人体组织、提供能量、维持生命活动所必需的，不同的运动项目和训练强度，对营养素的需求也不同，力量型运动员需要更多的蛋白质来修复肌肉损伤，耐力型运动员则需要更多的碳水化合物来提供持续的能量。

运动营养学研究人体对营养物质的需求，这包括运动员在训练和比赛前后的营养需求，以及在长期的运动生涯中，如何通过饮食调整来满足这些需求，运动员在训练前需要摄入足够的碳水化合物，以提供足够的能量；训练后需要摄入足够的蛋白质，以帮助肌肉恢复。

运动营养学研究饮食与运动表现之间的关系，研究发现，合理的饮食和营养补充可以提高运动员的运动表现，减少受伤的风险，缩短恢复时间，甚至延长职业生涯，一些研究表明，适量的咖啡因摄入可以提高耐力运动员的表现；一些抗氧化剂如维生素C和E，可以减少运动引起的氧化应激，保护细胞免受损伤。

运动营养学还研究如何通过饮食和营养补充来预防和治疗运动相关疾病，运动员常常面临脱水和电解质失衡的问题，通过合理的饮食和补充电解质饮料，可以有效预防这些问题，过度训练综合症、营养不良症、骨质疏松症等运动相关疾病，也可以通过饮食和营养调整来改善。